Strom von der Sonne

Photovoltatik-Module bestehen aus einer Vielzahl von Solarzellen (Funktion und Aufbau siehe weiter unten). Eine Solarzelle wandelt die Energie des Lichtes in elektrische Energie bzw. elektrischen Gleichstrom. Um den elektrischen Gleichstrom ins öffentliche, elektrische Netz einspeisen zu können, wird ein Wechselrichter benötigt.

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Funktion und Aufbau von Solarzellen

Solarzellen bestehen aus verschiedenen Halbleitermaterialien. Halbleiter sind Stoffe, die unter Zufuhr von Licht oder Wärme elektrisch leitfähig werden, während sie bei tiefen Temperaturen isolierend wirken. Halbleiter werden unter anderem zur Herstellung von elektronischen Bauteilen wie Computer-Chips etc. eingesetzt. Über 95 % aller auf der Welt produzierten Solarzellen bestehen aus dem Halbleitermaterial Silizium (das zweithäufigstes Element der Erdkruste). Für die Herstellung der Solarzellen wird der Halbleiter entsprechend "dotiert", d.h. er wird einerseits mit einem positiven Ladungsüberschuss (p-leitende Halbleiterschicht) sowie andererseits mit einem negativen Ladungsüberschuss (n-leitende Halbleiterschicht) versehen. Man nennt die Grenzsicht zwischen zwei unterschieldich dotierten Halbleiterschichten p-n-Übergang. Bei Lichteinfall erfolgt an dieser Schicht eine Ladungstrennung. Als Folge dieser Ladungstrennung bildet sich eine elektrische Spannung. Mit Metallkontakten wird die elektrische Spannung abgegriffen und der elektrische Strom kann über einen Verbraucher fliessen.

Eine Solarzelle ist ca. 10x10cm bis 15x15cm gross und wird mit einer Antireflektionsschicht überzogen, um die Reflexionsverluste zu reduzieren.

photovoltaik funktion

 

Es wird zwischen folgenden vier Haupttypen  unterschieden:

 

  • Amorph (ca. 3 - 7.5% Wirkungsgrad)
  • Kupfer-Indium-Diselenid (ca. 7.5 - 11.5% Wirkungsgrad)
  • Polykristallin (ca. 10 - 16% Wirkungsgrad)
  • Monokristallin (ca. 11 - 19.5% Wirkungsgrad)

 

Vor allem die Wirkungsgrade dieser vier Haupttypen unterscheiden sich wesentlich.